SE518999C2 - Förfarande för att hygienisera och torka organiskt material - Google Patents

Description

a... av 1»- 10 15 20 25 335 518 999 2 hygieniseringsbehandling. Föreskrifterna beträffande en sådan hygienisering kan variera i beroende av utgångsmaterialets egen- skaper, materialets slutanvändning, lokala hygienbestämmelser och dylikt.

Ett exempel på en sådan föreskriven hygieniseringsbehandling med lågt temperaturkrav är att materialet måste hållas minst en timme vid en temperatur av åtminstone +70°C. Men kraven kan vanligen föreskriva en betydligt högre temperatur.

I det fall ett organiskt matrial som skall torkas även måste hygieniseras, finns det därför ingen yttre anledning att upp- rätthålla ett lågt tryck och därmed en làg temperatur i tork- ningskammaren. Tvärtom måste trycket vara så högt att kokande vatten i materialet har en temperatur som överstiger erforder- lig hygieniseringstemperatur.

Uppfinningen kan användas för att göra organiska avfall såsom matrester, köttrester och fiskrester lagringsbara under en längre tid utan krav på kylförvaring. Härigenom underlättas transporten av det torkade materialet, och kan dess användning eller deponering fördröjas. Sådana torkade och hygieniserade material kan användas som jordförbättringsmedel eller dylikt.

Andra material, som inte direkt kan ingå i kretsloppet, kan emellertid användas för utvinning av biogas i rötgasanläggning- ar, men problemet är då att sådana avfallsmaterial, inklusive avloppsslam och dylikt, inte enkelt kan transporteras till och lagras vid en sådan biogasanläggning.

Men genom att hygienisera och torka sådana material, underlät- tas avsevärt deras hantering i anslutning till sådan återan- vändning. Ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla en effektiv teknik för att bàde hygienisera och torka ett organiskt mate- rial, speciellt ett organiskt avfallsmaterial, varvid materia- let med fördel åtminstone delvis värmes med mikrovågsteknik bå- de under torkning och hygienisering.

LH 10 15 20 25 30 35 518 999 Ändamålet inkluderar därvid att anvisa en process vari process- stegen genomföres på sådant sätt att energi- och tidsåtgången för processen minimeras och så att säkerheten för processen stegras. Ändamålet uppnås med uppfinningen såsom den definieras i de bi- lagda självständiga patentkravet 1.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de bilagda osjälvstän- diga patentkraven.

Enligt uppfinningen föreslås i grunden att man först genomför en hygienisering av materialet, varvid materialet hålles vid eller över en i förväg bestämd relativt hög temperatur under en i förväg bestämd tidsperiod i enlighet med en hygieniseringsfö- reskrift. Under denna hygienisering kan vattenånga, som materia- let avger, med fördel avlägsnas från en kammare i vilken mate- rialet innehålles under hygienisering, varvid ångan vanligtvis kondenseras genom kylning och uppsamlas som kondensat i en kon- densatbehållare.

Efter hygieniseringen slutföres torkningen av materialet. Under såväl hygienisering som torkning värmes materialet åtminstone i väsentlig omfattning med mikrovågor. Torkningen av det hygieni- serade materialet genomföres företrädesvis under ett subatmos- färiskt kammaretryck, åtminstone i slutskedet av torkningen.

Eftersom materialet redan under lång tid hållits vid en hög temperatur, kan materialets egenskaper inte i sig försämras av att torkningen fortsättes med en temperatur av upp till hygie- niseringstemperaturen, och därför finns det i princip ingen an- ledning att genomföra torkningen med en temperatur som är lägre än hygieniseringstemperaturen. Men vi har funnit att det ändå är lämpligt att vid torkningen sänka trycket i materialbehand- lingskammaren och att därigenom även sänka temperaturen i kam- maren av följande skäl: När fukthalten i materialet sjunker, stiger dess antändbarhet. Vidare ökar risken för att en het partikel antänder det torkade materialet. En het partikel kan 10 15 20 25 .30 . . . . 3 H 5 .. .. - « ~ ø oo 518 999 bildas exempelvis av en flinga av aluminiumfolie, som kraftigt upphettas av mikrovàgenergi. Vid slutet av en torkningsopera- tion är fukthalten i materialet så låg att foliestycket får otillräcklig kylning av det närmast omgivande materialet, var- för antändningsrisken blir hög. Genom att genomföra torkningen vid ett lågt tryck, övergår materialets vatten till ånga vid en motsvarande låg temperatur, varigenom materialets förmåga att kyla en sådan het partikel stegras.

Processen kan även med fördel inbegripa att materialkammarens tryck under processen sänkes snabbt för att underlätta fuktav- gángfràn materialet.

Vid hygienisering av vattenfuktigt material kan det vara önsk- värt att hålla materialet vid en temperatur överstigande l0O°C.

Detta kan enkelt åstadkommas genom att kammaren hàlles vid ett motsvarande förhöjt tryck, vid vilket vatten kokar vid den öns- kade temperaturnivàn. Då materialet hàlles vid förhöjt tryck, stegras även trycket inuti det organiska materialets celler.

När sedan trycket sänkes till atmosfärstryck, eller till ett subatmosfäriskt torkningstryck, stegras sannolikheten för att cellväggar sprängs, varigenom torkningen underlättas genom att vatten lättare kan avgå från det inre av cellerna. Sprängnings- effekten kan stegras om trycksänkningen genomföres snabbt.

Värmespridningen i materialet i hygieniseringskammaren/torknings- kammaren kan gynnas genom användning av en omrörare som rör sig inuti kammaren. Denna omrörare kan vara anordnad att pà i sig känt sätt avge värme till materialet under omröring genom vär- meväxlaren. Vidare kan omröraren vara försedd med material som upphettas av mikrovàgorna och sedan genom värmeväxling överfö- res till materialet vid kontakt med detta.

Torkningskammaren består lämpligen av ett material såsom poly- eten, vilket är transparent för mikrovågor, varvid magnetroner med vàgledare kan placeras utanför torknings/hygieniserings- kammaren. 10 15 20 25 30 35 518 999 Uppfinningen kommer i det följande att beskrives i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig 1 visar schematiskt en anläggning för genomförande av det uppfinningsenliga förfarandet.

Anläggningen innefattar en mikrovågtransparent behållare 1.

Behållaren har vidare en bottenöppning 4 som är tillslutbar med en tillhörande lucka 5. I behållaren 1 finns en omrörare 6.

Runt behållaren 1 finns ett antal magnetroner med vågledare.

En inmatningsbehállare 8 har en vid sin botten belägen utmat- ningsöppning 9, och en i sin undre den anordnad materialsönder- delare 10. Behållaren 8 är anordnad förskjutbar mellan ett vi- loläge på avstånd fràn behållaren 1 påfyllningsöppning till ett arbetsläge i vilket behàllarens 8 utloppsöppning är belägen ovanför öppningen 2, då luckan 3 är öppnad, varvid öppningen 9 befinner sig i närheten av öppningen 2.

Material, som införts i behållaren 8, exempelvis genom öppna övre ände, sönderdelas av sönderdelaren 10 och införes i behàl- laren 1 medan öppningarna 9, 2 är inriktade.

Man kan se att behàllarens 1 övre del är ansluten med en rör- ledning 11 till en kondensor 12 som är i sin tur är ansluten med en ledning 13 till kondenstank. Den stängda behållaren 1, ledningen 11, kondensorn 12, ledningen 13 och kondensvattentan- ken 14 bildar ett slutet system. Vidare visas kondenstankens 14 övre del ansluten till en pump 15 för alstring av ett övertryck eller undertryck i systemet. Kondensorn kan kylas av omginings- luft med hjälp av en fläkt 20 eller dylikt.

Kondensvattentanken kan ha en avtappningsledning med tillhöran- de avstängningsventil. 10 15 20 25 ;-I-. 30 ¶'35 518 999 6 Under behållarens 1 botten 5 finns ett utrymme i vilken man kan införa och avlägsna ett uppåt öppet kärl 30. Färdigbehand- lat material i behållaren 1 kan tömmas till kärlet 30 genom att luckan 5 öppnas. Luckan 5 kan med fördel vara anordnad förskjut- bar i sitt plan för friläggning av bottenöppningen 4.

Charkuteriavfall kan hygieniseras och torkas pà följande sätt.

Charkuteriavfallet lägges i behållaren 8, vilken förskjutes så att dess bottenöppning 9 ligger omedelbart över behållarens 1 frilagda páfyllningsöppning 2. Därefter aktiveras sönderdelaren så att sönderdelat charkuteriavfall faller ned i behållaren 1.

Därefter föres behållaren 8 undan och stängs luckan 3. Omröra- ren 6 aktiveras, liksom även magnetronen 19. Pumpen 15 aktive- ras för att etablera ett tryck i behållaren 1 överstigande at- mosfärstryck, variegenom vattnets kokpunkt stiger till en före- skriven hygieniseringstemperatur överstigande 103°C. Hygienise- ringsvärmningen vid denna temperatur bibehålles under föreskri- ven tid, exempelvis en timme. Under denna tidsperiod underlät- tas och säkerställes den valda temperaturgränsen genom att vär- me kan tillföras i visst överskott, samtidigt som temperaturen blir väsentligen självreglerande och konstant i motsvarighet till det med pumpen inställda trycket.

Efter homogeniseringen omställes pumpen 15 för att etablera ett subatmosfäriskt tryck i systemet 1, ll, 12, 13, 14. Trycksteg- ringen genomföres företrädesvis relativt snabbt, för att i möj- ligaste mån etablera en sprängning av cellväggar i det hygieni- serade materialet i behållaren 1. Därefter genomföres en tork- ning av materialet vid en temperatur motsvarande kokpunkten för vatten vid det inställda trycket,exempelvis 50%L Genom att in- ställa en kokpunkt för vatten av ca 50°C i behållaren 1, bibe- hàlles materialet vid denna temperatur så länge som vatten finns kvar i signifikant mängd i materialet. Genom att materialet sà- lunda får en temperatur av storleksordningen 50°C, har materia- let en relativt god förmåga att kyla heta partiklar, exempelvis aluminiumfolieflingor, som annars genom inverkan av mikrovågor- 518 999 ;::= 7 na skulle kunna bli så heta att de kunde antända materialet när detta intagit en relativt låg fukthalt.

Torkningsprocessen avbrytes när det torkade materialet har nått en i förväg bestämd fukthalt, som kan avkännas på något konven- tionellt sätt.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 -~ ~ 518 999 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för att hygiafisera och torka vattenhaltigt organiskt material, varvid materialet innehålles i en behand- lingskammare och bibringas en för hygienisering föreskriven förhöjd temperatur och hålles vid denna förhöjda temperatur un- der en för hygieniseringen föreskriven tidsperiod och varvid materialet torkas till en föreskriven fukthalt, kännetecknat av att materialet först underkastas hygieniseringen, och att mate~ rialet efter hygieniseringen torkas genom mikrovåguppvärmning samtidigt som kammaren hålles vid reducerat tryck, varvid under torkningen producerad vattenånga bortledes från behandlingskam- mâfen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att behand- lingskammaren (1) hålles vid ett tryck överstigande atmosfärs- tryck under hygieniseringen.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att behandlingskammarens övertryck snabbt avlastas till torknings- tryck.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att materialet i sönderdelat tillstànd införes i behållaren (1) och omröres däri under hygienisering och/eller torkning, och att värme överföres från omröraren till materialet.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att omröraren är försedd med värmeavgivningsanordningar, vilka värmes av mikrovågenergi fràn utanför behållaren (1) be- lägna magnetroner (19).

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att hygieniseringstemperaturen och/eller torkningstemperatu~ ren etableras genom att behandlingskammaren bibringas ett tryck vid vilket vatten kokar vid den nämnda önskade temperaturen, 518 999 - « ~ n u» och att värmningsenergi tillföres materialet för att hindra en kylning av materialet under vattnets aktuella kokpunkt.